浅谈微胶囊技术在现代纺织行业上的应用研究

发表时间:2019/8/29   来源:《知识-力量》2019年10月40期   作者:贺立
[导读] 综述了微胶囊技术近几年的应用发展,描述了界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法等几种常用微胶囊制备技术,以及微胶囊应用技术近几年在实际研究中的作用。着重介绍了微胶囊在纺织后整理、印花、染色中的作用。通过几种研究技术的比较和在各个领域应用的综述,找出微胶囊技术在纺织领域应用中的注意事项和它本身存在的技术局限性,并对微胶囊技术的未来进行了展望。
(辽东学院服装与纺织学院,辽宁 丹东 118003)
摘要:综述了微胶囊技术近几年的应用发展,描述了界面聚合法、原位聚合法、复合凝聚法等几种常用微胶囊制备技术,以及微胶囊应用技术近几年在实际研究中的作用。着重介绍了微胶囊在纺织后整理、印花、染色中的作用。通过几种研究技术的比较和在各个领域应用的综述,找出微胶囊技术在纺织领域应用中的注意事项和它本身存在的技术局限性,并对微胶囊技术的未来进行了展望。
关键词:微胶囊技术;现代化;纺织行业;应用

 
                1.微胶囊技术
              微胶囊制备技术起源于20世纪50年代,微胶囊是一种能包埋和保护某些物质的具有聚合物壁壳的半透性或密封的微型“容器”或“包装物”。随着现代纺织企业的发展,人们早就不满足于现有的纺织品,各种功能性纺织产品接踵而出。微胶囊技术在现代纺织功能性研究中是一种重要手段。微胶囊是一种可以将三相包封在微型胶囊内而形成的固体微粒分子。颗粒壁的厚度可小于1μm,颗粒尺寸在5~300μm之间。
              2.微胶囊技术制备方法
              微胶囊技术是当今世界上的一种发展迅速、用途广泛而又比较成熟的技术。从目前国内外报道的文献资料来看,用于生产微胶囊的方法很多,大概有200多种。根据涂层方法的不同,微胶囊化大致分为化学法、物理法和物理化学法。化学法主要包括界面聚合法、原位聚合法和锐孔法;物理法主要包括空气悬浮法、喷雾干燥法、包结络合法、静电结合法、多孔离心法;物理化学法主要包括相分离凝聚法、干燥浴法、熔化分散冷凝法与粉末床法。在实际生产中应考虑囊心物质、包囊材料的性质、所要求微囊的粒度大小等综合因素来考虑,决定选择哪种微胶囊的生产技术和方法。在纺织领域中较为重要的方法有界面聚合法、原位聚合法以及相分离凝聚法等。
              2.1界面聚合法
              界面聚合法的技术特点是:两种反应单体分别存在于乳液中不相混溶的分散相和连续相中,而聚合反应是在相界面上发生的。这种制备微胶囊的工艺方便、简单、反应快、效果好,不需要昂贵复杂的设备,可以在常温下进行日。该法虽然简单,但是对壁材要求较高,被包覆的单体要有较高的反应活性才能发生聚合反应。同时该法制造的微胶囊不可避免的夹杂有一些未反应的单体。界面聚合形成的壁膜,一般可透性较高,不适合于包覆要求严格密封的芯材。
              2.2原位聚合法
              原位聚合法的技术特点是:单体和引发剂全部置于囊心的外部,而且要求单体是可溶的,而生成的聚合物是不溶的,聚合物沉积在囊心表面并包覆形成微胶囊。许多高分子反应,如均聚反应、共聚反应,和缩聚反应都可以用原位聚合法制造微胶囊。原位聚合法和界面聚合法都是以单体为原料,通过合成高分子材料作为壳材的方法。但是两种方法又有所不同:界面聚合的单体是两种,一种是水溶性的,另一种是油溶性的,即一种做分散相,另一种做连续相,两相的溶解性能不同;而对于原位聚合来说,单体仅由分散相或连续相中的一个提供。因而界面聚合法合成微胶囊的速率比原位聚合法快的多。


              2.3相分离凝聚法
              相分离凝聚法的技术特点是:将芯材乳化或分散在溶有壁材的连续相中,然后采用改变温度、加入无机盐电解质、成膜材料的非溶剂或加入与芯材相互溶解性更好的第二种聚合物等方法,使壁材溶解度降低,从而从连续相中分离出来,形成黏稠的液相,包覆在芯材上形成微胶囊。相分离步骤是制备这种微胶囊的关键。根据包囊材料在水中的溶解性的不同,可以将相分离凝聚法分为水相相分离法和有机相相分离法。
              3.微胶囊技术在现代纺织领域中的应用
              随着人们环保意识的加强,微胶囊技术作为无公害的技术,已在整个纺织领域得到了成功的应用。如将染化料、整理剂等制成微胶囊,固着到织物上,在加工或使用过程中,由于外部压力、摩擦、PH值、酶、温度、燃烧等刺激作用,微胶囊破裂或通过微胶囊壁的扩散作用,使被包裹的染化料或整理剂释放出来,从而达到预期的染整效果。目前该项技术在纺织领域的应用主要在以下方面:
              3.1微胶囊在纺丝生产中的应用
              张兴祥等利用熔融纺丝法,将微胶囊和聚丙烯腈(PAN)与偏氯乙烯(VDC)共聚物混合,成功制备了可调温的PAN-VDC纤维,得到的纤维拥有较好的储热能力。因为纺丝过程速度较快,所以对于微胶囊的要求也比较高,特别需要提高微胶囊的稳定性和粒径的均匀度。最近罗秀丽等人利用微胶囊技术制备了芳香黏胶纤维。她是将薰衣草精油与水形成水包油的体系,即形成芯材,再加入预聚体,在酸性条件下发生缩聚、凝结、固化等,然后包覆起来,形成微胶囊。利用这种方法制备的黏胶纤维和普通纤维并没有太大差别,只是在伸长率上略低,经多次洗涤之后,它的留香率达一半左右。
              3.2微胶囊印花技术的应用
              对于微胶囊印花技术,将染料、颜料包裹后用于织物的印花,可在织物上获得彩色微粒子的特殊印花效果。这种彩色微粒的特殊效果是一般印花所不能获取的。如国外有些织物样品,在同一朵花纹中,由于纤维种类的不同,对复合型微胶囊染料中的染料进行专一性选择上色,构成了繁花似锦的独特效果。这是不能靠常规手段来达到的。微胶囊印花,因其印制效果及印花工艺的不同又分为不同的方面,出现了微胶囊双面彩色微粒印花、微胶囊多色多点印花、微胶囊复色效应印花等等。双壳变色微胶囊在印花上也出现了一些新的效果。范菲等人最近在棉织物印花上采用增稠剂对微胶囊进行增稠,利用微胶囊整理液对织物进行印花,发现瓜尔豆胶对微胶囊有较好的增稠效果,柠檬酸质量分数为7%时,处理棉织物的印花效果较好。
              4.结语
              现如今,微胶囊技术在信息技术领域有了很大的突破,已经由单一型的功能性开始向复合型技术发展。原来的微胶囊在热敏、光敏、压敏等方面已经转化为现如今的光压敏、光热敏等复合型功能性材料。相信经过一段时间的努力,微胶囊会更为成熟地用在现代技术中。众所周知,微胶囊技术在纺织后整理、纺丝生产、印花技术等方面应用时有许多优点,因此受到许多研究者的重视。但是微胶囊技术在应用上还是有一些限制:它的成本较高就是一个大问题,主要体现在它的芯、壁材和工艺制造上的成本很高。相信随着科技的发展,人们会更加深入了解微胶囊的性质,将会为微胶囊的应用提供更好的条件。
参考文献
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作者简介:贺立,山西省运城市人,学历:本科,就读于辽东学院服装与纺织学院,学号:0714160634,研究方向:纺织工程。
 
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